- •Глава 1. Механизмы речевого общения 2
- •Глава 1. Общие положения и терминология 26
- •Глава 3. Преобразование речи в цифровую форму 76 предисловие
- •Глава 1. Механизмы речевого общения
- •1.1. Речь
- •1.1.1 Общие сведения
- •1.1.2 Спектр речи
- •Речевой сигнал.
- •1.1.3 Спектр формант
- •Форманты
- •1.1.4 Амплитудное распределение. Динамический диапазон. Пик-фактор.
- •1.1.5 Распределение формант
- •1.1.6 Временные характеристики речи
- •1.1.7 Распределение уровней речи перед ртом говорящего
- •1.2 Слух
- •1.2.1 Общие сведения
- •1.2.2 Пороги слышимости
- •1.2.3 Логарифмическая ширина критической полосы слуха
- •1.2.4 Маскировка звуков
- •1.2.5 Адаптация слуха
- •Адаптация
- •1.2.6 Биноуральный эффект
- •1.2.7 Громкость звука
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 1.
- •Глава 2. Местные аналоговые телефонные системы
- •2.1.Общие сведения
- •2.2.Телефонные аппараты с микротелефонными трубками
- •2.2.1.Разговорная схема
- •2.3.Микрофоны
- •2.3.1. Назначение
- •2.3.2. Характеристики
- •2.3.3. Нелинейные искажения
- •2.3.4. Шумы
- •2.4.Телефоны
- •2.4.1. Назначение
- •2.4.2. Характеристики
- •.2.5.Микротелефонные трубки
- •2.5.1. Назначение
- •2.5.2. Основные параметры
- •.2.6.Частотные характеристики передачи и приема та
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Литература к главе 2.
- •Глава 1. Общие положения и терминология
- •1.1. Оконечные устройства, системы передачи и коммутации
- •Организации по разработке стандартов в области электросвязи.
- •1.2.Аналоговая телефонная сеть
- •1.2.1. Иерархия сети
- •1.2.2. Системы коммутации
- •Электромеханические системы коммутации.
- •Управление по программе.
- •1.2.3. Системы передачи
- •Воздушная линия связи.
- •Кабельные пары.
- •Двухпроводная и четырехпроводная передача.
- •Переход с двухпроводной цепи на четырехпроводную.
- •Дуплекс и полудуплекс.
- •1.2.7. Факторы, влияющие на качество передачи
- •Затухание сигнала.
- •Помехи.
- •. Искажения.
- •Эхо и самовозбуждение.
- •1.2.8. Уровни мощности
- •1.2.9. Сигнализация
- •Функции сигнализации.
- •Внутриканальная сигнализация.
- •Межстанционная сигнализация по общему каналу.
- •1.2.10.Устройства сопряжения
- •Устройство сопряжения абонентского шлейфа (абонентский комплект).
- •1.2.11. Специальные виды обслуживания
- •Передача данных.
- •1.3. Введение в цифровую связь
- •1.3.1. Преобразование речи в цифровую форму
- •1.3.2. Временное группообразование
- •Иерархия систем с временным группообразованием.
- •1.3.5.Цифровая коммутация
- •1.3. Цифровые телефонные сети
- •1.3.1. Преимущества цифровых сетей передачи речи
- •Простота группообразования
- •Простота сигнализации
- •Использование современной технологии
- •Цифровая обработка сигналов.
- •Интеграция систем передачи и коммутации
- •Возможность работы при малых значениях отношения сигнал-шум (помеха)
- •Регенерация сигнала
- •Приспосабливаемость к другим видам обслуживания
- •Возможность контроля рабочих характеристик
- •Простота засекречивания
- •1.3.2. Недостатки цифровых сетей передачи речи
- •Расширение полосы частот
- •Аналого-цифровое преобразование
- •Необходимость временнби синхронизации
- •Топологические ограничения группообразования
- •Несовместимость с существующими аналоговыми устройствами
- •1.4. Экономические аспекты
- •Заключение
- •3.1. Классификация алгоритмов кодирования речи
- •3.1.1. Прямое аналого-цифровое преобразование
- •3.1.2. Эффективное кодирование речи
- •3.1.3. Моделирование речеобразующего аппарата человека
- •3.1.4.Адаптивные кодеки
- •3.1.5. Синтезаторы речи
- •3.1.6. Ортогональное преобразование речевого сигнала
- •3.2. Алгоритмы кодирования
- •3.2 Импульсно-кодовая модуляция
- •3.2.1 Шум квантования
- •3.2.2 Шумы незагруженного канала
- •3.2.3 Импульсно-кодовая модуляция с равномерным квантованием
- •3.2.4 Компандирование
- •3.2.5 Кодирование с простой линеаризацией
- •3.2.6 Адаптивная регулировка усиления
- •3.3 Избыточность речи
- •3.3.1 Неравномерное распределение амплитуд
- •3.3.2 Корреляция между дискретами
- •3.3.3 Корреляция, связанная с периодичностью в сигнале
- •3.3.4 Корреляция между периодами основного тона
- •3.3.5 Избыточность, связанная с неактивностью речи
- •3.3.6 Неравномерный усредненный спектр
- •3.3.7 Кратковременный спектр
- •3.4 Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция
- •3.4.1 Варианты реализации дикм
- •3.4.2 Предсказание более высокого порядка
- •3.5 Дельта-модуляция
- •3.5.1 Перегрузка по крутизне
- •3.5.2 Линейная дельта-модуляция
- •3.5.3 Слоговое компандирование
- •3.5.4 Адаптивная дельта-модуляция
1.3. Цифровые телефонные сети
первой главе изложены особенности построения существу-Ьй аналоговой телефонной сети связи и кратко рассмотрены росы использования цифровых систем коммутации и передачи. |той главе будут рассмотрены основные технические преимуще-• и недостатки цифровой реализации систем, а также некоторые «омические аспекты перехода к цифровым сетям.
1.3.1. Преимущества цифровых сетей передачи речи
|Нчже приведен список технических преимуществ цифровых рч связи:
1. Простота группообразования.
2. Простота сигнализации.
3. Использование современной технологии.
4. Интеграция систем передачи и коммутации.
5. Возможность работы при малых значениях отношениясигнал-шум (помеха).
6. Регенерация сигнала.;
7. Приспосабливаемость к другим видам обслуживания.
8. Возможность контроля рабочих характеристик.
9. Легкость засекречивания информации.
Эти свойства цифровой сети перечислены в том порядке, который принял автор, исходя из относительной важности свойств, оцениваемых по отношению к обычной телефонной связи. Однако в некоторых конкретных случаях применения цифровых систем возможна иная оценка: некоторые свойства могут оказаться более (менее) важными, чем в данном случае. Например, последнее в списке свойство — легкость засекречивания информации — может оказаться решающим при применении цифровых сетей для военных целей. Большая часть свойств цифровых сетей для передачи речи, приведенных выше и обсуждаемых в следующих разделах, связана, главным образом, с преимуществами цифровых методов передачи и коммутации по сравнению с их аналоговыми эквивалентами. В некоторых случаях, однако, преимущества обусловлены всецело свойствами полностью цифровых сетей. Например, засекречивание целесообразно и обычно полезно только в том случае, когда соответствующая форма засекречивания сообщения выбирается в пункте отправления, а расшифровка-сообщения происходит только в пункте назначения. Таким образом, если система используется для передачи цифровой шифрованной информации, то основное требование заключается в том, чтобы эта система была бы полностью цифровой (от начала до конца), поскольку ее функционирование не требует учета природы нагрузки (т. е. она прозрачна по отношению к передаваемой информации) '. По аналогичным причинам и при организации передачи данных требование обеспечения цифровой передачи от начала до конца является обязательным. Если сеть включает различные виды оборудования — как аналогового, так и цифрового, то при использовании сети для организации таких видов обслуживания, как передача данных, возникает необходимость приспособления к «наименьшему общему знаменателю» сети, а именно к аналоговому каналу.
Простота группообразования
Как уже было сказано в гл. 1, цифровые методы передачи были впервые применены при передаче телефонных разговоров по междугородным соединительным линиям с использованием системы передачи типа Т (системы группообразования с временным разделением каналов). По существу, экономическая эффективность этих систем обусловлена обменом стоимости применения электроники в оконеч
В понятие прозрачности канала или системы обычно вкладывают сохранение характеристик сигнала при прохождении его по каналу или системе.— Прим. перев.
ном оборудовании тракта передачи на стоимость многих пар проводов в тракте. Этот обмен становится с каждым годом экономически все более выгодным. Хотя группообразование с частотным разделением каналов также приводит к снижению расходов на линейно-кабельные сооружения, оборудование ЧРК обычно дороже, чем оборудование ВРК, даже в том случае, когда учитывается стоимость шалого-цифрового преобразования. После того как речевые сигналы 1редставлены в цифровой форме, стоимость оборудования ВРК ока-клвается совсем малой. Поскольку аналого-цифровое преобразова-1ие выполняется только на первом уровне иерархии систем с ВРК, ?о цифровые системы передачи с ВРК более высокого уровня называются еще более экономичными, чем их аналоги с ЧРК та-юго же уровня.
Следует отметить, что формирование групповых аналоговых сиг-1алов при ВРК также достаточно просто реализуется и не требует 1редставления дискретов сигнала в цифровой форме.
Недостаток аналоговых систем с ВРК состоит в их низкой юмехозащищенности, обусловленной подверженностью узких аналоговых импульсов воздействию помех, искажений, переходных помех межсимвольной интерференции. Эти отрицательные факторы нель-я исключить с помощью регенерации, как в цифровой системе, педовательно, применение аналоговой системы с ВРК нецелесо-бразно, за исключением тех случаев, когда обеспечиваются условия Передачи без помех и искажений '. По существу, возможность регенерировать сигнал даже за счет расширения занимаемой полосы ч.к-тот является практически обязательным требованием систем передачи с ВРК.